長期以來,音樂、語言和大腦的關(guān)系吸引了眾多科學家的探索與研究,但至今仍未洞悉其中的奧秘。有研究表明,音樂訓練可以提高人們在噪音環(huán)境下的言語感知能力。但為什么音樂訓練能帶來這樣的益處,其具體機制尚未被闡明。
中科院心理所行為科學重點實驗室研究員杜憶與加拿大麥吉爾大學合作,運用功能性磁共振成像技術(shù),發(fā)現(xiàn)音樂訓練不僅可以提高對言語自下而上的聽覺編碼能力和自上而下的言語運動預測能力,而且加強了聽覺—運動系統(tǒng)的跨模態(tài)信息整合,在不同強度的背景噪音下,這種單通道和跨通道加工能力的提高以不同的權(quán)重動態(tài)促進人們的言語感知能力。
這項研究招募了平均年齡22歲的音樂家與非音樂家各15名。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn),音樂家比非音樂家在噪音干擾下而非安靜情況下具有更強的言語辨認能力。相比非音樂家,音樂家在布洛卡區(qū)等左側(cè)額葉言語運動腦區(qū)和右側(cè)顳上回和顳中回等聽覺腦區(qū)表現(xiàn)出更強的激活,并且這兩個腦區(qū)的激活程度與音樂家的音節(jié)識別成績呈正相關(guān)。
研究進一步對磁共振成像數(shù)據(jù)采用多體素模式分類算法評估音樂訓練如何影響言語刺激在大腦中的特異性編碼和表征,結(jié)果顯示,音樂家比非音樂家在雙側(cè)額葉言語運動區(qū)和顳葉聽覺區(qū)對不同音位特征的神經(jīng)反應(yīng)模式表現(xiàn)出更強的區(qū)分度,并且隨著噪音強度的增大,相比聽覺區(qū),左側(cè)言語運動區(qū)對音樂家成績提高的貢獻程度更大。
此外,功能連接分析發(fā)現(xiàn),相對于非音樂家,音樂家的雙側(cè)聽覺區(qū)與同側(cè)或?qū)?cè)運動區(qū)的功能連接更強。不僅如此,左側(cè)言語運動區(qū)對于音位的區(qū)分能力以及右側(cè)聽覺區(qū)與右側(cè)言語運動區(qū)的功能連接強度能夠正向預測被試的音節(jié)識別成績。
這項研究所給出的提示在于,音樂訓練可加強言語刺激的聽覺編碼、運動編碼和聽覺—運動系統(tǒng)間的信息整合,三種機制根據(jù)聽音難度的動態(tài)變化以不同的權(quán)重共同促進噪音環(huán)境下的言語感知,從新的角度解析音樂訓練強化言語加工的腦機制。同時,該結(jié)果提示音樂訓練在改善老年群體以及聽力和言語障礙人群的言語感知能力上具有重要的臨床價值和良好的應(yīng)用前景。(朱香整理)
《中國科學報》 (2017-12-08 第3版 科普)